โลหะผสมนิกเกิล
1. ชนิดของโลหะผสมนิกเกิล
โลหะผสมนิกเกิลสามารถจัดหมวดหมู่ในวงกว้างเป็นประเภทต่อไปนี้:
1.1. นิกเกิล - โลหะผสมทองแดง (Monel)
โลหะผสม Monel ทำจากการผสมผสานระหว่างนิกเกิลและทองแดงมักจะมีองค์ประกอบเพิ่มเติมเช่นเหล็กแมงกานีสและซิลิกอน โลหะผสมเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมในน้ำทะเลและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอื่น ๆ
เกรดทั่วไป: Monel 400, Monel 500
การใช้งาน: สภาพแวดล้อมทางทะเลการแปรรูปทางเคมีการบินและอวกาศน้ำมันและก๊าซ
1.2. นิกเกิล - โลหะผสมโครเมียม (Inconel, Incoloy)
โลหะผสมเหล่านี้มีนิกเกิลและโครเมียมซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานอุณหภูมิสูง - ที่ความต้านทานออกซิเดชันเป็นสิ่งสำคัญ
Inconel: ใช้สำหรับอุณหภูมิสูง (เช่น Inconel 718 สำหรับกังหันก๊าซ)
Incoloy: มีสัดส่วนเหล็กที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับ Inconel เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมการแลกเปลี่ยนสารเคมีและความร้อน
การใช้งาน: กังหันก๊าซ, การบินและอวกาศ, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, เตาเผาและการประมวลผลทางเคมี
1.3. นิกเกิล - โลหะผสมเหล็ก
นิกเกิล - โลหะผสมเหล็กเช่น Kovar (โลหะผสมขยายการควบคุม) ถูกใช้ในอิเล็กทรอนิกส์และแก้ว - แอพพลิเคชั่นปิดผนึก
แอปพลิเคชัน: อิเล็กทรอนิกส์, แก้ว - ถึง - ซีลโลหะและหลอดสูญญากาศ
1.4. สูง - โลหะผสมนิกเกิล
โลหะผสมที่มีปริมาณนิกเกิลสูง (สูงกว่า 50%) ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวเช่นกรดซัลฟิวริกหรือคลอไรด์ - ที่มีโซลูชั่น
ตัวอย่าง: Hastelloy, Inconel 625
การใช้งาน: การประมวลผลทางเคมี, นิวเคลียร์และการบินและอวกาศ
1.5. นิกเกิล - โลหะผสมโมลิบดีนัม
โลหะผสมเหล่านี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชันโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง -
ตัวอย่าง: Hastelloy C-276
การใช้งาน: เครื่องปฏิกรณ์เคมี, สูง - เตาอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมทางทะเล
2. คุณสมบัติของโลหะผสมนิกเกิล
โลหะผสมนิกเกิลมีคุณสมบัติที่ต้องการหลากหลายซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการ
2.1. คุณสมบัติเชิงกล:
แรงดึง: โลหะผสมนิกเกิลมักจะมีแรงดึงตั้งแต่ 50,000 psi (345 MPa) ถึง 200,000 psi (1,379 MPa) ขึ้นอยู่กับโลหะผสม
ความแข็งแรงของผลผลิต: โลหะผสมนิกเกิลส่วนใหญ่ให้ความแข็งแรงของผลผลิตระหว่าง 25,000 psi (172 MPa) และ 120,000 psi (827 MPa)
การยืดตัว: การยืดตัวของโลหะผสมนิกเกิลโดยทั่วไปอยู่ในช่วงตั้งแต่ 10% ถึง 40% ขึ้นอยู่กับเกรด
ความแข็ง: โลหะผสมนิกเกิลสามารถมีความแข็งระหว่าง 60-90 HRB (Scale Rockwell B)
2.2. คุณสมบัติทางความร้อน:
จุดหลอมเหลว: โลหะผสมนิกเกิลสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยทั่วไปจะมีจุดหลอมเหลวตั้งแต่ 1,300 องศา F (704 องศา) ถึง 2,500 องศา F (1,370 องศา) ขึ้นอยู่กับโลหะผสม
การขยายตัวทางความร้อน: โลหะผสมนิกเกิลโดยทั่วไปมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนในระดับปานกลางซึ่งทำให้พวกเขามีประโยชน์ในการใช้งานอุณหภูมิสูง -
2.3. ความต้านทานการกัดกร่อน:
ความต้านทานออกซิเดชัน: โลหะผสมนิกเกิลโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีโครเมียมเช่น Inconel และ Incoloy มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง
ความต้านทานกรด: นิกเกิล - โลหะผสมทองแดง (เช่น Monel) ให้ความต้านทานที่ยอดเยี่ยมต่อกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริก
คลอไรด์ความเครียดการกัดกร่อนความต้านทานการแตกร้าว: Hastelloy และอัลลอยด์สูงอื่น ๆ - โลหะผสมนิกเกิลเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับการต่อต้านที่ยอดเยี่ยมต่อการร้าวการกัดกร่อนของคลอไรด์ความเครียด
ความต้านทานน้ำทะเล: Monel และ Incoloy นั้นดีเป็นพิเศษ - เหมาะสำหรับการใช้งานน้ำทะเล
3. ข้อดีของโลหะผสมนิกเกิล
ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า: โลหะผสมนิกเกิลมักจะใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นน้ำทะเลการแปรรูปทางเคมีและอุตสาหกรรมปิโตรเคมีเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่โดดเด่น
สูง - ความเสถียรของอุณหภูมิ: โลหะผสมนิกเกิลสามารถทำงานได้ดีที่อุณหภูมิสูงทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานเช่นกังหันก๊าซและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ความแข็งแรงและความเหนียว: โลหะผสมเหล่านี้รักษาความแข็งแรงและความเหนียวทั้งที่อุณหภูมิต่ำและสูง
ความเก่งกาจ: โลหะผสมนิกเกิลสามารถปรับให้เหมาะกับแอปพลิเคชันเฉพาะโดยการปรับองค์ประกอบการผสมซึ่งนำเสนอคุณสมบัติเชิงกลและสารเคมีที่หลากหลาย
ความสามารถในการเชื่อมและการผลิต: โลหะผสมนิกเกิลจำนวนมากสามารถเชื่อมได้สูงและสามารถกลึงได้ทำให้มันหลากหลายสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน
4. โลหะผสมนิกเกิลทั่วไปและแอปพลิเคชันของพวกเขา
| โลหะผสมนิกเกิล | องค์ประกอบ | คุณสมบัติสำคัญ | แอปพลิเคชัน |
|---|---|---|---|
| Monel 400 | นิกเกิล 63%, ทองแดง 28%, เหล็กจำนวนเล็กน้อย, แมงกานีสและซิลิกอน | ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด | สภาพแวดล้อมทางทะเลการประมวลผลทางเคมีการบินและอวกาศ |
| Inconel 718 | นิกเกิล 52%, โครเมียม 19%, เหล็ก 19%, โมลิบดีนัม 3%, ไทเทเนียม 1% | สูงยอดเยี่ยม - ความแข็งแรงของอุณหภูมิความต้านทานออกซิเดชัน | กังหันก๊าซ, การบินและอวกาศ, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ |
| Hastelloy C-276 | นิกเกิล 57%, โมลิบดีนัม 16%, โครเมียม 15%, เหล็กและทังสเตนจำนวนเล็กน้อย | ความต้านทานที่เหนือกว่าคลอไรด์และออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง | การประมวลผลทางเคมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แอปพลิเคชันทางทะเล |
| Monel 500 | นิกเกิล 67%, ทองแดง 30%, เหล็ก 2%, แมงกานีส 1% | แข็งแกร่งกว่า Monel 400 ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม | สภาพแวดล้อมทางทะเล, การบินและอวกาศ, การแปรรูปทางเคมี |
| Incoloy 800 | นิกเกิล 30-35%, โครเมียม 19-23%, เหล็ก (สมดุล), โมลิบดีนัมและไทเทเนียมจำนวนเล็กน้อย | ความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงความต้านทานออกซิเดชันที่ยอดเยี่ยม | เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, เตาเผา, การแปรรูปทางเคมี |
5. โลหะผสมนิกเกิลเทียบกับวัสดุอื่น ๆ
| อสังหาริมทรัพย์/อัลลอยด์ | โลหะผสมนิกเกิล | สแตนเลส | โลหะผสมไทเทเนียม | อลูมิเนียมอัลลอยด์ |
|---|---|---|---|---|
| ความต้านทานการกัดกร่อน | ยอดเยี่ยมในกรดและคลอไรด์ | ดี แต่น้อยกว่านิกเกิล | ยอดเยี่ยมในน้ำทะเลและคลอไรด์ | ปานกลางน้อยกว่านิกเกิล |
| สูง - ความต้านทานอุณหภูมิ | ดีมากถึง 2200 องศา F (1204 องศา) | ปานกลาง, สูงถึง 1,500 องศา F (815 องศา) | สูงถึง 1,500 องศา F (815 องศา) | สูงถึง 1200 องศา F (649 องศา) |
| ความแข็งแกร่ง | สูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง - | ปานกลางดีสำหรับการใช้งานทั่วไป | ความแข็งแรงสูง - ถึง - อัตราส่วนน้ำหนัก | ต่ำเหมาะสำหรับโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบา |












